ייצור מימן מתאי אלקליין הוא טכנולוגיית ייצור מימן אלקטרוליטית יחסית בוגרת. תא אלקליין הוא בטוח ואמין, עם אורך חיים של 15 שנים, והוא נמצא בשימוש מסחרי נרחב. יעילות העבודה של תא אלקליין היא בדרך כלל 42% ~ 78%. בשנים האחרונות, תאים אלקטרוליטיים אלקליים עשו התקדמות בשני היבטים עיקריים. מצד אחד, יעילות התא השתפרה ועלויות התפעול הכרוכות בצריכת החשמל הופחתו. מצד שני, צפיפות הזרם התפעולי עולה ועלות ההשקעה יורדת.
עקרון הפעולה של אלקטרוליזר אלקליין מוצג באיור. הסוללה מורכבת משתי אלקטרודות המופרדות על ידי דיאפרגמה אטומה לאוויר. מכלול הסוללה טובל בריכוז גבוה של אלקטרוליט נוזלי אלקליין KOH (20% עד 30%) כדי למקסם את המוליכות היונית. ניתן להשתמש גם בתמיסות NaOH ו-NaCl כאלקטרוליטים, אך הם אינם בשימוש נפוץ. החיסרון העיקרי של אלקטרוליטים הוא שהם קורוזיביים. התא פועל בטמפרטורה של 65 מעלות צלזיוס עד 100 מעלות צלזיוס. הקתודה של התא מייצרת מימן, וה-OH- שנוצר זורם דרך הדיאפרגמה לאנודה, שם הוא מתאחד מחדש לייצור חמצן.
תאי אלקטרוליטיים אלקליים מתקדמים מתאימים לייצור מימן בקנה מידה גדול. לתאי אלקטרוליטיים אלקליים המיוצרים על ידי חלק מהיצרנים יש קיבולת ייצור מימן גבוהה מאוד של (500 ~ 760Nm3/h), עם צריכת חשמל מקבילה של 2150 ~ 3534kW. בפועל, כדי למנוע יצירת תערובות גז דליקות, תפוקת המימן מוגבלת ל-25% עד 100% מהטווח המדורג, צפיפות הזרם המרבית המותרת היא כ-0.4A/cm2, טמפרטורת ההפעלה היא 5 עד 100°C, ולחץ האלקטרוליטי המרבי קרוב ל-2.5 עד 3.0 MPa. כאשר לחץ האלקטרוליטי גבוה מדי, עלות ההשקעה עולה והסיכון להיווצרות תערובת גז מזיקה עולה משמעותית. ללא כל מכשיר טיהור עזר, טוהר המימן המיוצר על ידי אלקטרוליזה של תאים אלקליים יכול להגיע ל-99%. מי אלקטרוליטיים של תאים אלקליים חייבים להיות טהורים, על מנת להגן על האלקטרודה ולפעול בצורה בטוחה, מוליכות המים נמוכה מ-5S/cm.
זמן פרסום: 2 בפברואר 2023